JP2000114184A - 半導体ウェーハの気相成長装置 - Google Patents
半導体ウェーハの気相成長装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、サセプタ保持台の少なくとも一部
を球面もしくは円錐形状に形成することにより、半導体
ウェーハの均熱分布の精密制御特性を損なわずにキャリ
アガス、反応ガスの量を極めて少なくし、かつ、反応生
成物の発生を極力押さえることを課題とする。 【解決手段】 本発明の半導体ウェーハの気相成長装置
は、反応ガス導入口１８と反応ガス排気口１９を持つ筒
状の反応管１１の中にあって、回転運動を伝達する回転
機構部１７の回転支持台１２に保持されるサセプタ保持
台１３の少なくとも一部を球面形状もしくは円錐形状と
し、サセプタ１４を介して半導体ウェーハ１５を載置
し、サセプタ１４ならびにサセプタ保持台１３の下部に
設置される熱源１６により加熱するとともに回転機構部
１７を介してサセプタ１４及び半導体ウェーハ１５を高
速回転させることによりガスによる気相成長を促す。
を球面もしくは円錐形状に形成することにより、半導体
ウェーハの均熱分布の精密制御特性を損なわずにキャリ
アガス、反応ガスの量を極めて少なくし、かつ、反応生
成物の発生を極力押さえることを課題とする。 【解決手段】 本発明の半導体ウェーハの気相成長装置
は、反応ガス導入口１８と反応ガス排気口１９を持つ筒
状の反応管１１の中にあって、回転運動を伝達する回転
機構部１７の回転支持台１２に保持されるサセプタ保持
台１３の少なくとも一部を球面形状もしくは円錐形状と
し、サセプタ１４を介して半導体ウェーハ１５を載置
し、サセプタ１４ならびにサセプタ保持台１３の下部に
設置される熱源１６により加熱するとともに回転機構部
１７を介してサセプタ１４及び半導体ウェーハ１５を高
速回転させることによりガスによる気相成長を促す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェーハの
気相成長装置に関する。
気相成長装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】気相成長とは、気相中での熱分解あるい
学反応を利用して基板上に薄膜を堆積する方法であり、
熱合成に比べで低温で、組成の制御、高純度化が容易
で、しかも一般に成長速度が大きいので酸化シリコン
膜、リンやホウ素等の不純物をドープした酸化シリコン
膜、窒化シリコン膜、単結晶シリコン膜、多結晶シリコ
ン膜等種々の薄膜形成に用いられている。
学反応を利用して基板上に薄膜を堆積する方法であり、
熱合成に比べで低温で、組成の制御、高純度化が容易
で、しかも一般に成長速度が大きいので酸化シリコン
膜、リンやホウ素等の不純物をドープした酸化シリコン
膜、窒化シリコン膜、単結晶シリコン膜、多結晶シリコ
ン膜等種々の薄膜形成に用いられている。
【０００３】図３に従来における半導体ウェーハの気相
成長装置の構成が示されている。図では、円筒形の反応
管３１内部には、回転支持台３２が収納され、これに円
筒形のサセプタ保持台３３が支持され、ぞのサセプタ保
持台３３上面に円盤状のサセプタ３４が支持されてい
る。サセプタ３４には半導体ウェーハ３５が載置され
る。サセプタ３４及び半導体ウエーハ３５は、サセプタ
３４内部に収納された熱源３６により、気相成長に必要
な温度まで加熱され、また、回転機構部３７により高速
に回転させられる。反応ガスは、反応管３１上部に設け
られた反応ガス導入口３８から供給され、反応管３１下
部に設けられた排出口３９から排出される。
成長装置の構成が示されている。図では、円筒形の反応
管３１内部には、回転支持台３２が収納され、これに円
筒形のサセプタ保持台３３が支持され、ぞのサセプタ保
持台３３上面に円盤状のサセプタ３４が支持されてい
る。サセプタ３４には半導体ウェーハ３５が載置され
る。サセプタ３４及び半導体ウエーハ３５は、サセプタ
３４内部に収納された熱源３６により、気相成長に必要
な温度まで加熱され、また、回転機構部３７により高速
に回転させられる。反応ガスは、反応管３１上部に設け
られた反応ガス導入口３８から供給され、反応管３１下
部に設けられた排出口３９から排出される。
【０００４】上述した構造により、導入口３８から導入
された反応ガスは、サセプタ３４及び半導体ウェーハ３
５の回転運動によって生じる払い出し効果により整流化
されるため、また、加熱がサセプタ３４及び半導体ウェ
ーハ３５を介して行われるため、半導体ウェーハ３５及
びサセプタ３４の直上で反応ガスは急激に昇温する。そ
の結果、反応ガスの反応は、半導体ウェーハ３５に到達
するまでほとんど発生しないため効率の良い気相成長が
起こり、高い成長速度が得られる。また、サセプタ３４
の外径を半導体ウェーハ３５の外径よりも大きくとるこ
とでサセプタ３４直下にもこれを加熱する熱源３６を収
納することができる。その結果半導体ウェーハ３５の均
熱分布を精密制御することができ、スリップ等の熱スト
レスによる半導体ウェーハ３５の欠陥を抑制できる。
された反応ガスは、サセプタ３４及び半導体ウェーハ３
５の回転運動によって生じる払い出し効果により整流化
されるため、また、加熱がサセプタ３４及び半導体ウェ
ーハ３５を介して行われるため、半導体ウェーハ３５及
びサセプタ３４の直上で反応ガスは急激に昇温する。そ
の結果、反応ガスの反応は、半導体ウェーハ３５に到達
するまでほとんど発生しないため効率の良い気相成長が
起こり、高い成長速度が得られる。また、サセプタ３４
の外径を半導体ウェーハ３５の外径よりも大きくとるこ
とでサセプタ３４直下にもこれを加熱する熱源３６を収
納することができる。その結果半導体ウェーハ３５の均
熱分布を精密制御することができ、スリップ等の熱スト
レスによる半導体ウェーハ３５の欠陥を抑制できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、払い出
し効果以上のキャリアガスを導入しなければ、一旦、回
転により払い出されたガス４１が渦状に反応管に沿って
上昇し、導入した新鮮な反応ガスと混合する現象が生じ
る。この現象が発生すると、半導体ウェーハ３５から発
生した不純物等が気相中に取り込まれるといった問題が
生じる。サセプタ３４上でも回転運動によりガスの払い
出し効果が生じるため、この現象を抑制するためには多
量のキャリアガスを導入しなければならない。
し効果以上のキャリアガスを導入しなければ、一旦、回
転により払い出されたガス４１が渦状に反応管に沿って
上昇し、導入した新鮮な反応ガスと混合する現象が生じ
る。この現象が発生すると、半導体ウェーハ３５から発
生した不純物等が気相中に取り込まれるといった問題が
生じる。サセプタ３４上でも回転運動によりガスの払い
出し効果が生じるため、この現象を抑制するためには多
量のキャリアガスを導入しなければならない。
【０００６】その結果、反応管３１や排気口２９等に反
応生成物４２が多量に成長する。この反応生成物４２
は、僅かな衝撃や薬液の処理等で容易に爆発的な反応を
起こし、また、大気中に放置すると水分と反応し、塩素
を発生する等の特性があり、取り扱いが極めて難しく、
また、危険なものである。更に、気相成長中に反応生成
物が剥離し、半導体ウェーハ３５に付着して品質の悪化
を招く等の欠点もあった。
応生成物４２が多量に成長する。この反応生成物４２
は、僅かな衝撃や薬液の処理等で容易に爆発的な反応を
起こし、また、大気中に放置すると水分と反応し、塩素
を発生する等の特性があり、取り扱いが極めて難しく、
また、危険なものである。更に、気相成長中に反応生成
物が剥離し、半導体ウェーハ３５に付着して品質の悪化
を招く等の欠点もあった。
【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、サセプタ保持台の少なくとも一部を球面もしくは
円錐形状に形成することにより、半導体ウェーハの均熱
分布の精密制御特性を損なわずにキャリアガス、反応ガ
スの量を極めて少なくすることができ、かつ、反応生成
物の発生を極力押さえることのできる半導体ウェーハの
気相成長装置を提供することを目的とする。
あり、サセプタ保持台の少なくとも一部を球面もしくは
円錐形状に形成することにより、半導体ウェーハの均熱
分布の精密制御特性を損なわずにキャリアガス、反応ガ
スの量を極めて少なくすることができ、かつ、反応生成
物の発生を極力押さえることのできる半導体ウェーハの
気相成長装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体ウェーハ
の気相成長装置は、上部にガス導入口、下部にガス排気
口を持つ筒状のガス反応管と、ガス反応管の内部にあろ
て、サセプタならびにサセプタに載置される半導体ウェ
ーハを高速回転させることによって熱とともに気相成長
のためのガス反応を促す回転機構部と、回転機構部によ
る回転運動を上記サセプタならびに半導体ウェーハに伝
達する回転支持台と、この回転支持台に保持され、回転
によって一旦払い出されたガスが上記ガス導入口を介し
て導入される新鮮なガスと混合しないようにそのガスを
排出口に導く形状を有するサセプタ保持台と、内部に貫
通口を持った円形の窪みを有しこの窪みに半導体ウェー
ハが載置される円形状のサセプタと、このサセプタ及び
サセプタ保持台で覆われる内部にサセプタならびに半導
体ウェ一ハを加熱する熱源を具備することを特徴とす
る。上記サセプタ保持台の少なくとも一部を球面形状も
しくは円錐形状に形成される。
の気相成長装置は、上部にガス導入口、下部にガス排気
口を持つ筒状のガス反応管と、ガス反応管の内部にあろ
て、サセプタならびにサセプタに載置される半導体ウェ
ーハを高速回転させることによって熱とともに気相成長
のためのガス反応を促す回転機構部と、回転機構部によ
る回転運動を上記サセプタならびに半導体ウェーハに伝
達する回転支持台と、この回転支持台に保持され、回転
によって一旦払い出されたガスが上記ガス導入口を介し
て導入される新鮮なガスと混合しないようにそのガスを
排出口に導く形状を有するサセプタ保持台と、内部に貫
通口を持った円形の窪みを有しこの窪みに半導体ウェー
ハが載置される円形状のサセプタと、このサセプタ及び
サセプタ保持台で覆われる内部にサセプタならびに半導
体ウェ一ハを加熱する熱源を具備することを特徴とす
る。上記サセプタ保持台の少なくとも一部を球面形状も
しくは円錐形状に形成される。
【０００９】このことにより、半導体ウェーハの均熱分
布の精密制御特性を損なわずにキャリアガス、反応ガス
の量を極めて少なくすることができ、かつ、反応生成物
の発生を極力押さえることができる。
布の精密制御特性を損なわずにキャリアガス、反応ガス
の量を極めて少なくすることができ、かつ、反応生成物
の発生を極力押さえることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態を示す図
である。
である。
【００１１】図において、１１は反応管、１２は回転支
持台、１３はサセプタ保持台、１４はサセプター、１５
は半導体ウェーハ、１６は熱源、１７は回転機構、１８
はガス導入口、１９はガス排出口である。円筒形の反応
管１１内部には回転支持台１２が収納され、これにサセ
プタ保持台１３が支持されている。また、サセプタ保持
台１３上面に円盤状のサセプタ１４が支持されている。
サセプタ１４は、上面が平面形状となっており、この平
面上に半導体ウェーハ１５を載置する、内部に貫通口を
持つ円形の窪みを有する。サセプタ保持台１３は、上部
に球面加工が施されている。サセプタ１４及び半導体ウ
エーハ１５は、サセプタ１４内部に収納された熱源１６
により、気相成長に必要な温度まで加熱され、また、回
転機構部１７を介して高速回転され、ガスによる成長反
応が促される。反応ガス（矢印）は、反応管１１上部に
設けられた反応ガス導入口１８より供給され、サセプタ
１４及び半導体ウェーハ１５直上で成長反応が起こり、
半導体ウェーハ１５の高速回転により払い出され、反応
ガス排気口１９から排出される。
持台、１３はサセプタ保持台、１４はサセプター、１５
は半導体ウェーハ、１６は熱源、１７は回転機構、１８
はガス導入口、１９はガス排出口である。円筒形の反応
管１１内部には回転支持台１２が収納され、これにサセ
プタ保持台１３が支持されている。また、サセプタ保持
台１３上面に円盤状のサセプタ１４が支持されている。
サセプタ１４は、上面が平面形状となっており、この平
面上に半導体ウェーハ１５を載置する、内部に貫通口を
持つ円形の窪みを有する。サセプタ保持台１３は、上部
に球面加工が施されている。サセプタ１４及び半導体ウ
エーハ１５は、サセプタ１４内部に収納された熱源１６
により、気相成長に必要な温度まで加熱され、また、回
転機構部１７を介して高速回転され、ガスによる成長反
応が促される。反応ガス（矢印）は、反応管１１上部に
設けられた反応ガス導入口１８より供給され、サセプタ
１４及び半導体ウェーハ１５直上で成長反応が起こり、
半導体ウェーハ１５の高速回転により払い出され、反応
ガス排気口１９から排出される。
【００１２】サセプタ保持台を球面形状としたことによ
り、回転による払い出し効果は、半導体ウェーハ１５の
直上部でのみ発生するため、整流化されるガスは極め納
できる。従って、半導体ウェーハ１５の均熱分布の精密
制御特性を損なうことなく、キャリアガス、反応ガスの
導を極めて少なくすることができる。
り、回転による払い出し効果は、半導体ウェーハ１５の
直上部でのみ発生するため、整流化されるガスは極め納
できる。従って、半導体ウェーハ１５の均熱分布の精密
制御特性を損なうことなく、キャリアガス、反応ガスの
導を極めて少なくすることができる。
【００１３】図２は、本発明の他の実施形態を示す図で
ある。図中、図１と同一番号が付されたものは、図１の
それと同じとする。図１に示す実施形態との差異は、サ
セプタ保持台１３の上部が円錐形状、下部が円筒形状と
なつていることである。このような構造を採用すること
により、球面形状としたことにより得られる効果は勿論
のこと、球面形状と比較してサセプタ保持台１３の構造
を単純化できるため、作成も容易にできる。尚、サセプ
タ保持台１３の全てを円錐形状としても構わない。
ある。図中、図１と同一番号が付されたものは、図１の
それと同じとする。図１に示す実施形態との差異は、サ
セプタ保持台１３の上部が円錐形状、下部が円筒形状と
なつていることである。このような構造を採用すること
により、球面形状としたことにより得られる効果は勿論
のこと、球面形状と比較してサセプタ保持台１３の構造
を単純化できるため、作成も容易にできる。尚、サセプ
タ保持台１３の全てを円錐形状としても構わない。
【００１４】以上説明のように、本発明の半導体ウェー
ハの気相成長装置は、反応ガス導入口１８と反応ガス排
気口１９を持つ筒状の反応管１１の中にあつて、回転運
動を伝達する回転機構部１７の回転支持台１２に保持さ
れるサセプタ保持台１３の少なくとも一部を球面形状も
しくは円錐形状とし、サセプタ１４を介して半導体ウェ
ーハ１５を載置し、サセプタ１４ならびにサセプタ保持
台１３の下部に設置される熱源１６により加熱するとと
もに回転機構部１７を介してサセプタ１４及び半導体ウ
ェーハ１５を高速回転させることによりガスによる化学
反応を促すものである。このことにより、半導体ウエー
ハ１５の均熱分布の精密制御特性を損なわずに、キャリ
アガス、反応ガスの導入量を極めて少なくでき、また、
反応生成物の発生が極めて少ない半導体ウェ一ハの気相
成長装置を提供できる。
ハの気相成長装置は、反応ガス導入口１８と反応ガス排
気口１９を持つ筒状の反応管１１の中にあつて、回転運
動を伝達する回転機構部１７の回転支持台１２に保持さ
れるサセプタ保持台１３の少なくとも一部を球面形状も
しくは円錐形状とし、サセプタ１４を介して半導体ウェ
ーハ１５を載置し、サセプタ１４ならびにサセプタ保持
台１３の下部に設置される熱源１６により加熱するとと
もに回転機構部１７を介してサセプタ１４及び半導体ウ
ェーハ１５を高速回転させることによりガスによる化学
反応を促すものである。このことにより、半導体ウエー
ハ１５の均熱分布の精密制御特性を損なわずに、キャリ
アガス、反応ガスの導入量を極めて少なくでき、また、
反応生成物の発生が極めて少ない半導体ウェ一ハの気相
成長装置を提供できる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明のように本発明によれば、整流
化されるガスは極めて少なく、また、サセプタ保持台の
上面及び側面近傍にも熱源を収納できるため、半導体ウ
ェーハの均熱分布の精密制御特性を損なわずにキャリア
ガス、反応ガスの導入量を極めて少なくすることがで
き、また、反応生成物の発生が極めて少ない半導体ウェ
ーハ気相成長装置を提供することができる。また、サセ
プタ保持台の少なくとも一部を円錐形状とすることによ
り、球面とした場合の半導体ウエーハの気相成長装置の
性能効果を損なうことなく、サセプタ保持台を容易に製
作成可能となる。
化されるガスは極めて少なく、また、サセプタ保持台の
上面及び側面近傍にも熱源を収納できるため、半導体ウ
ェーハの均熱分布の精密制御特性を損なわずにキャリア
ガス、反応ガスの導入量を極めて少なくすることがで
き、また、反応生成物の発生が極めて少ない半導体ウェ
ーハ気相成長装置を提供することができる。また、サセ
プタ保持台の少なくとも一部を円錐形状とすることによ
り、球面とした場合の半導体ウエーハの気相成長装置の
性能効果を損なうことなく、サセプタ保持台を容易に製
作成可能となる。
【図１】本発明の一実施形態を示す図、
【図２】本発明の他の実施形態を示す図、
【図３】従来における半導体ウェーハの気相成長装置の
構成を示す図、
構成を示す図、
１１…ガス反応管、１２…回転支持台、１３…サセプタ
保持台、１４…サセプタ、１５…半導体ウェーハ、１６
…熱源、１７…回転機構部、１８…反応ガス導入口、１
９…反応ガス排気口、
保持台、１４…サセプタ、１５…半導体ウェーハ、１６
…熱源、１７…回転機構部、１８…反応ガス導入口、１
９…反応ガス排気口、
Claims (2)
- 【請求項１】 上部にガス導入口、下部にガス排気口を
持つ筒状のガス反応管と、ガス反応管の内部にあって、
サセプタならびにサセプタに載置される半導体ウェーハ
を高速回転させることによって熱と共に気相成長のため
のガス反応を促す回転機構部と、回転機構部による回転
運動を上記サセプタならびに半導体ウェーハに伝達する
回転支持台と、この回転支持台に保持され、回転によつ
て一旦払い出されたガスが上記ガス導入口を介して導入
される新鮮なガスと混合しないようにそのガスを排出口
に導く形状を有するサセプタ保持台と、内部に貫通口を
持った円形の窪みを有しこの窪みに半導体ウェーハが載
置される円形状のサセプタと、このサセプタ及びサセプ
タ保持台で覆われる内部にサセプタならびに半導体ウェ
ーハを加熱する熱源を具備することを特徴とする半導体
ウェーハの気相成長装置。 - 【請求項２】 上記サセプタ保持台の少なくとも一部を
球面形状、もしくは円錐形状とすることを特徴とる請求
項１記載の半導体ウェーハの気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10281321A JP2000114184A (ja) | 1998-10-02 | 1998-10-02 | 半導体ウェーハの気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10281321A JP2000114184A (ja) | 1998-10-02 | 1998-10-02 | 半導体ウェーハの気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000114184A true JP2000114184A (ja) | 2000-04-21 |
Family
ID=17637484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10281321A Pending JP2000114184A (ja) | 1998-10-02 | 1998-10-02 | 半導体ウェーハの気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000114184A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2215282A2 (en) * | 2007-10-11 | 2010-08-11 | Valence Process Equipment, Inc. | Chemical vapor deposition reactor |
| US10763137B2 (en) | 2017-02-17 | 2020-09-01 | Kokusai Electric Corporation | Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device |
-
1998
- 1998-10-02 JP JP10281321A patent/JP2000114184A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2215282A2 (en) * | 2007-10-11 | 2010-08-11 | Valence Process Equipment, Inc. | Chemical vapor deposition reactor |
| EP2215282A4 (en) * | 2007-10-11 | 2010-11-17 | Valence Process Equipment Inc | CHEMICAL VAPOR DEPOSITION REACTOR |
| US8778079B2 (en) | 2007-10-11 | 2014-07-15 | Valence Process Equipment, Inc. | Chemical vapor deposition reactor |
| US10763137B2 (en) | 2017-02-17 | 2020-09-01 | Kokusai Electric Corporation | Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device |
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